Thể tích riêng và điện trở bề mặt của chất điện môi rắn
Kiểm tra mẫu rắn điện môi, có thể phân biệt hai con đường cơ bản có thể có cho dòng điện: trên bề mặt của một chất điện môi nhất định và qua thể tích của nó. Từ quan điểm này, có thể đánh giá khả năng của chất điện môi để dẫn dòng điện theo các hướng này, sử dụng các khái niệm về điện trở bề mặt và thể tích.
sức đề kháng hàng loạt Đó là điện trở mà chất điện môi thể hiện khi có dòng điện một chiều chạy qua thể tích của nó.
điện trở bề mặt — Đây là điện trở mà chất điện môi thể hiện khi có dòng điện một chiều chạy qua bề mặt của nó. Điện trở suất bề mặt và số lượng lớn được xác định bằng thực nghiệm.
Giá trị của điện trở suất thể tích riêng của một chất điện môi bằng số với điện trở của một khối lập phương làm bằng chất điện môi đó, cạnh của nó dài 1 mét, với điều kiện là có dòng điện một chiều chạy qua hai mặt đối diện của nó.
Muốn đo điện trở khối của chất điện môi, người thí nghiệm dán các điện cực kim loại vào các mặt đối diện của mẫu điện môi hình khối.
Diện tích của các điện cực được lấy bằng S và độ dày của mẫu được lấy bằng h. Trong thí nghiệm, các điện cực được lắp đặt bên trong các vòng kim loại bảo vệ, các vòng này nhất thiết phải được nối đất để loại bỏ ảnh hưởng của dòng điện bề mặt đến độ chính xác của phép đo.
Khi các điện cực và vòng bảo vệ được lắp đặt phù hợp với tất cả các điều kiện thí nghiệm thích hợp, một điện áp không đổi U được đặt vào các điện cực từ nguồn điện áp không đổi đã hiệu chuẩn và giữ trong 3 phút, sao cho quá trình phân cực trong mẫu điện môi chắc chắn đã hoàn thành .
Sau đó, không ngắt kết nối nguồn điện áp DC, đo điện áp và dòng điện chuyển tiếp bằng cách sử dụng vôn kế và microammeter. Sau đó, điện trở suất thể tích của mẫu điện môi được tính theo công thức sau:
Điện trở âm lượng được đo bằng ohms.
Vì diện tích của các điện cực đã biết, nó bằng S, độ dày của lớp điện môi cũng đã biết, nó bằng h và điện trở thể tích Rv vừa được đo, bây giờ bạn có thể tìm thấy điện trở suất của điện môi (được đo bằng Ohm * m), sử dụng công thức sau:
Để tìm điện trở suất bề mặt của chất điện môi, trước tiên hãy tìm điện trở suất bề mặt của một mẫu cụ thể. Với mục đích này, hai điện cực kim loại có chiều dài l được dán vào mẫu ở khoảng cách d giữa chúng.
Sau đó, một điện áp không đổi U từ một nguồn điện áp không đổi được đặt vào các điện cực được liên kết, được duy trì trong 3 phút để quá trình phân cực trong mẫu có khả năng kết thúc và điện áp được đo bằng vôn kế và dòng điện bằng ampe kế .
Cuối cùng, điện trở bề mặt tính bằng ôm được tính theo công thức:
Bây giờ, để tìm điện trở bề mặt riêng của một chất điện môi, cần phải tiến hành từ thực tế là nó bằng số với điện trở bề mặt của bề mặt hình vuông của một vật liệu nhất định, nếu dòng điện chạy giữa các điện cực gắn trên các mặt của hình vuông này. Khi đó điện trở bề mặt riêng sẽ bằng:
Điện trở bề mặt được đo bằng ohms.
Điện trở bề mặt riêng của chất điện môi là một đặc tính của vật liệu điện môi và phụ thuộc vào thành phần hóa học của chất điện môi, nhiệt độ hiện tại, độ ẩm và điện áp đặt lên bề mặt của nó.
Độ khô của bề mặt điện môi đóng một vai trò rất lớn. Lớp nước mỏng nhất trên bề mặt của mẫu đủ để cho thấy độ dẫn điện đáng kể, điều này sẽ phụ thuộc vào độ dày của lớp này.
Độ dẫn điện bề mặt chủ yếu là do sự hiện diện của các tạp chất, khuyết tật và độ ẩm trên bề mặt của chất điện môi. Các chất điện môi xốp và phân cực dễ bị ẩm hơn các chất điện môi khác. Điện trở bề mặt cụ thể của các vật liệu này có liên quan đến giá trị độ cứng và góc tiếp xúc làm ướt điện môi.
Dưới đây là bảng cho thấy rõ ràng rằng các chất điện môi cứng hơn với góc tiếp xúc nhỏ hơn có điện trở suất bề mặt riêng thấp hơn ở trạng thái ướt. Từ quan điểm này, chất điện môi được chia thành kỵ nước và ưa nước.
Các chất điện môi không phân cực kỵ nước và không bị nước làm ướt khi bề mặt sạch. Vì lý do này, ngay cả khi một chất điện môi như vậy được đặt trong môi trường ẩm ướt, điện trở bề mặt của nó thực tế sẽ không thay đổi.
Hầu hết các chất điện môi cực và ion đều ưa nước và có khả năng thấm ướt. Nếu một chất điện môi ưa nước được đặt trong môi trường ẩm ướt, điện trở bề mặt của nó sẽ giảm. Các chất gây ô nhiễm khác nhau sẽ dễ dàng bám vào bề mặt ẩm ướt, điều này cũng có thể góp phần làm giảm sức đề kháng của bề mặt.
Ngoài ra còn có các chất điện môi trung gian, chúng bao gồm các vật liệu phân cực yếu như lavsan.
Nếu cách nhiệt ướt được làm nóng, điện trở bề mặt của nó có thể bắt đầu tăng khi nhiệt độ tăng. Khi lớp cách điện khô, điện trở có thể giảm. Nhiệt độ thấp góp phần làm tăng điện trở bề mặt của chất điện môi ở trạng thái khô lên 6-7 bậc độ lớn, so với cùng một vật liệu, chỉ ở trạng thái ướt.
Để tăng điện trở bề mặt của chất điện môi, họ sử dụng nhiều phương pháp công nghệ khác nhau. Ví dụ, mẫu có thể được rửa trong dung môi hoặc trong nước cất đun sôi, tùy thuộc vào loại chất điện môi, hoặc được làm nóng đến nhiệt độ đủ cao, phủ vecni chống ẩm, tráng men, đặt trong vỏ bảo vệ, hộp, vân vân. .